RAPPORT. Endimensionella fuktberäkningar Foamking Vindsbjälklag (3 bilagor) Uppdrag/bakgrund. Beräkningar och förutsättningar

Transkript

1 Kontaktperson Carl-Magnus Capener P (3) Energiteknik Carl-Magnus.Capener@sp.se Foamking Sweden AB Peter Nilsson Sjöviksvägen 4 SE TRELLEBORG Endimensionella fuktberäkningar Foamking Vindsbjälklag (3 bilagor) Uppdrag/bakgrund SP Energiteknik har av Foamking Sweden AB fått i uppdrag att utföra endimensionella fuktberäkningar av vindsbjälklag med och utan deras produkt FL 2000 samt kommentera resultaten. Syftet med beräkningarna är att redovisa förväntat klimat för vindsutrymme/råspont. Konstruktionsritning med detaljer redovisas i Bilaga 2. Beräkningar och förutsättningar Beräkningar har utförts med programmet WUFI Pro 5.2 (endimensionell beräkning) för att studera konstruktionens hygrotermiska förhållanden. Materialdata har valts enligt Tabell B3.1 i Bilaga 3 och andra relevanta förutsättningar redovisas nedan. Övriga data som använts i beräkningarna är hämtade ur WUFI s materialdatabas. Nedanstående förutsättningar gäller för beräkningarna om inte annat anges. Uteklimat; klimatort är Oslo (NBI/NTNU Data). Nordlig riktning har studerats då den förväntas vara mest utsatt. Inneklimat enligt EN15026, Normal moisture load. (Treat as indoor surface). Min innetemperatur är då 20 grader men kan öka periodvis beroende på uteklimat. Vid utomhustemperaturer upp till 10 grader hålls en min temperatur av 20 grader inomhus, från 10 till 20 grader utomhus ökar inomhustemperaturen linjärt från 20 grader till 25 grader för att därefter stanna vid 25 grader. Även den relativa fuktigheten inomhus påverkas av utomhusklimatet enligt en algoritm som specificeras i EN Värmeöverföringskoefficienter; heat transfer coefficients, utsida 0,0588 [m 2 K/W] vindberoende, insida 0,125 [m 2 K/W]. Strålning; Short-Wave Radiation Absorptivity, 0.67 [-], Long-Wave Radiation Emissivity, 0.9 [-] för tak med röd kulör. Absorptionstal för regnvatten har uteslutits från beräkning. Luftomsättning i luftspalt vindsutrymme: 0-2 luftomsättningar per timma (ACH) beroende på tid på dygn, 0 ACH mellan kl och 2 ACH övrig tid. Beräkningstid motsvarande 2 års simulering. Begynnelsetemperatur och fukt i konstruktionen, 20 grader och 70 % relativ fuktighet. För den ursprungliga konstruktionen, Fall 1 samt för Fall 3 har ett luftläckage simulerats motsvarande ett q50 värde på 10 m 3 /m 2 h för att visa på effekten av en otät plast/ångspärr. Luftläckaget simuleras enligt Fraunhofers Air infiltration model IBP (Stack Height 5 m). Läckaget har placerats vid den Postadress Besöksadress Tfn / Fax / E-post Detta dokument får endast återges i sin helhet, om inte SP i förväg SP Box BORÅS Västeråsen Brinellgatan BORÅS info@sp.se skriftligen godkänt annat.

2 P (3) kallaste delen av konstruktionen, vid råsponten i vindsutrymmet, i beräknat fall 10 cm ovanför fiberisolering. Genomförande och resultat Beräkningarnas resultat redovisas i Bilaga 1. Bilaga 2 visar konstruktionsuppbyggnad. Tre fall har studerats för att undersöka konstruktionslösningens hygrotermiska egenskaper under klimatpåverkan; med och utan ytterligare isolering i vindsbjälklag. Endast höststart av beräkningar har simulerats, med beräkningsstart 1 oktober. Fall 1. Fall 2. Fall 3. Ursprunglig konstruktion; Vindsbjälklag: Gips/ (glespanel)/ råspont/ plast (intorkad, bidrar ej till lufttäthet)/ fiberisolering (mineralull) ca 20 cm. Med 7 cm FL 2000; Vindsbjälklag: Gips/ (glespanel)/ råspont/ plast (intorkad, bidrar ej till lufttäthet)/ FL cm /fiberisolering ca 20 cm. Med ytterligare fiberisolering, motsvarande samma U-värde som fall 2; Vindsbjälklag: Gips/ (glespanel)/ råspont/ plast (intorkad, bidrar ej till lufttäthet)/ fiberisolering (mineralull) ca 20 cm cm fiberisolering. I resultaten redovisas fukt- och temperaturförhållanden för råspontens inre del, d.v.s. den del som är närmast luftspalten. Position för mätpunkt redovisas även i Bilaga 2. Kommentarer Resultaten visar hur den relativa fuktigheten varierar i råsponten under den simulerade tiden. Konstruktionen utsätts för temperatur- och fuktvariationer under året och detta påverkar även mätpunktens fukttillstånd. Beräkningarna visar att råsponten utsätts för olika relativa fuktigheter under året. Beräknat fall motsvarar nödvändigtvis inte extremår, d.v.s. vissa år kan fuktbelastningen öka ytterligare mot vad beräkningarna visar. Med 7 cm FL 2000 fås en lägre relativ fuktighet i vindsutrymmet och råsponten jämfört med Fall 1 och även Fall 3. Den fuktiga luft som tidigare tog sig upp till råsponten via otät plast/ångspärr (konvektion) hindras nu av det lufttäta materialet FL 2000 och ett torrare klimat i vindsutrymmet uppnås. Genom en bättre lufttäthet fås även mindre energiförluster genom takkonstruktionen. Detta har dock inte studerats här. Nedan sammanfattas resultaten från beräkningarna för de olika fallen. Fall 1. Fall 2. Fall 3. Med luftläckage. Här fås periodvis relativa fuktigheter som överstiger 80 %. Utan läckage. Den relativa fuktigheten i råsponten minskar jämfört med Fall 1 och även Fall 3 under simuleringen. Det här beror på att det tidigare fukttillskottet genom konvektion nu försvunnit. Med ytterligare fiberisolering och fortsatt luftläckage. Här fås något högre relativa fuktigheter i råsponten genom att isoleringen sänker temperaturen ytterligare i vindsutrymmet utan att förbättra lufttätheten.

3 P (3) Energiteknik - Byggnadsfysik och innemiljö Utfört av Granskat av Carl-Magnus Capener Ingemar Nilsson Bilagor Bilaga 1. Redovisning av beräkningsresultat Bilaga 2. Konstruktionsritning med detaljer Bilaga 3. Materialdata för ingående komponenter

4 P (3) Bilaga 1 Redovisning av beräkningsresultat I resultaten nedan presenteras relativa fuktigheter och temperaturer för råsponten. Fall 1. Ursprunglig konstruktion; Vindsbjälklag: Gips/ (glespanel)/ råspont/ plast (intorkad, bidrar ej till lufttäthet)/ fiberisolering (mineralull) ca 20 cm. B1.1. Råspont, fall 1 Figur B1.1. Temperatur och relativ fuktighet för råspont. Den gröna kurvan visar relativ fuktighet i råspontens ytterkant under 2 års simulering. Den röda kurvan visar temperatur.

5 P (3) Bilaga 1 Fall 2. Med 7 cm FL 2000; Vindsbjälklag: Gips/ (glespanel)/ råspont/ plast (intorkad, bidrar ej till lufttäthet)/ FL cm /fiberisolering ca 20 cm. B1.2. Råspont, fall 2 Figur B1.2. Temperatur och relativ fuktighet för råspont. Den gröna kurvan visar relativ fuktighet i råspontens ytterkant under 2 års simulering. Den röda kurvan visar temperatur.

6 P (3) Bilaga 1 Fall 3. Med ytterligare fiberisolering, motsvarande samma U-värde som fall 2; Vindsbjälklag: Gips/ (glespanel)/ råspont/ plast (intorkad, bidrar ej till lufttäthet)/ fiberisolering (mineralull) ca 20 cm cm fiberisolering. B1.3. Råspont, fall 3 Figur B1.3. Temperatur och relativ fuktighet för råspont. Den gröna kurvan visar relativ fuktighet i råspontens ytterkant under 2 års simulering. Den röda kurvan visar temperatur.

7 P (2) Bilaga 2 Konstruktionsritning med detaljer Konstruktionsuppbyggnad redovisas i figurer nedan. Den rödmarkerade mätpunkten är den vars resultat redovisas i Bilaga 1. Figur B2.1. Konstruktionsuppbyggnad av vindsbjälklag med FL 2000 i WUFI Pro, motsvarande Fall 2. I Fall 1 har FL 2000 utelämnats och i Fall 3 har mineralullen utökats med ytterligare 112 mm, vilket ger totalt 312 mm isolering och samma teoretiska U-värde som i Fall 2 med 70 mm FL 2000.

8 P (2) Bilaga 2 Figur B2.2. Ingående material för Vindsbjälklag, motsvarande Fall 2.

9 P (1) Bilaga 3 Materialdata för ingående komponenter Tabell B3.1. Redovisning av materialegenskaper hos ingående material. Material Densitet, Porositet Värmekonduktivitet, Diffusionsmotståndsfaktor, ρ [kg/m 3 ] [-] λ [W/mK] μ [-] Underlagspapp [1] ,001 0, Scandinavian spruce [2] 430 0,73 0,14 83,3 Air layer 30 mm [3] 1,3 0,999 0,59 0,15 Mineral Wool [4] 60 0,95 0,040 1,3 Foamking FOAM-LOK 32 0,99 0,025 74,28 FL 2000 [5] PE-membran [6] 130 0,001 2, Gypsumboard [7] 625 0,73 0,2 8,33 [1]. Motsvarar Z = Skapat från Roof Membrane V13 bituminous felt, sd=100m, d=2 mm, membrane has to be inserted in component assembly using thickness of 1 mm! Default value for thermal-dependent thermal conductivity supplement. [2]. Gran, tangentiell. Gran från södra Sverige Ref: Hedenblad, G., 1996, Materialdata för fukttransportberäkningar, T19:1996, ISBN , Byggforskningsrådet, Stockholm. [3]. Materialdata hämtat ur WUFI s materialdatabas för generiska material, Air layer 100 mm; without additional moisture capacity. Effective basic material data include effect of convection and radiation. Air layer has to be inserted in component assembly using real thickness. För andra storlekar på luftspalter gäller andra värden. [4]. Materialdata hämtat ur WUFI s och Fraunhofer IBP s materialdatabas, referens IEA Annex 24. [5]. Based on Sprayed Polyurethane Foam; closed cell (North America Database). Data för lambda, densitet och ångmotstånd från tillverkare. Lambda: 0,0209 W/mK (ASTM C518), 0,025 W/mK (SITAC-typgodkännandebevis SC ). Water vapor permeance: ASTM E- 96; 53 2" (motsvarar my=62,62), 120 1" (motsvarar my=74,28) [6]. Från WUFI Generic material database. [7]. Gipsskiva invändig. Ref: Hedenblad, G., 1996, Materialdata för fukttransportberäkningar, T19:1996, ISBN , Byggforskningsrådet, Stockholm. Default value for thermaldependent thermal conductivity supplement